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攀枝花學院
Panzhihua University
本科畢業(yè)設計（論文）
文獻綜述
院 （系）： 機電工程學院
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
班 級： 03級機制一班
學生姓名： 彭 帆 學 號: 200310621037
2007 年 4 月 22 日
本科生畢業(yè)設計（論文）文獻綜述評價表
畢業(yè)設計（論文）題目
撥叉（12-07-05）加工工藝及夾具設計
綜述名稱
撥叉加工工藝及夾具設計的綜述
評閱教師姓名
職稱
評 價 項 目
優(yōu)
良
合格
不合格
綜述結構
01
文獻綜述結構完整、符合格式規(guī)范
綜述內容
02
能準確如實地闡述參考文獻作者的論點和實驗結果
03
文字通順、精練、可讀性和實用性強
04
反映題目所在知識領域內的新動態(tài)、新趨勢、新水平、新原理、新技術等
參考文獻
05
中、英文參考文獻的類型和數量符合規(guī)定要求，格式符合規(guī)范
06
圍繞所選畢業(yè)設計（論文）題目搜集文獻
成績
綜合評語：
評閱教師（簽字）：
年 月 日
文獻綜述：
撥叉機械加工工藝及夾
具設計的綜述
1 前言
機械加工工藝及夾具設計是畢業(yè)前對專業(yè)知識的綜合運用訓練。制造技術已經是生產、國際經濟競爭、產品革新的一種重要手段，所有國家都在尋求、獲得、開發(fā)和利用它。它正被看作是現代國家經濟上獲得成功的關鍵因素。
機械加工工藝是規(guī)定產品或零件機械加工工藝過程和操作方法。生產規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現。而機床夾具是在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義。
2 機械加工工藝及夾具設計的發(fā)展
2．1 發(fā)展歷史
從1949年以來，我國機械工業(yè)有了很大的發(fā)展，已經成為工業(yè)中產品門類比較齊全、具有相當規(guī)模和一定技術基礎的產業(yè)部門之一，其機械加工和夾具也有很大的發(fā)展，但是與工業(yè)發(fā)達國家相比，我們這方面的水平還存在著階段性的差距，主要表現在機械產品質量和水平不夠高，加工工藝過程不合理，夾具應用也比較少，使其加工工人勞動強度大，加工出來的產品也不理想。
2．2發(fā)展現狀
現在，各工業(yè)化國家都把制造技術視為當代科技發(fā)展為活躍的領域和國際間科技競爭的主戰(zhàn)場，制定了一系列振興計劃、建立世界級制造技術中心，紛紛把先進制造技術列為國家關鍵技術和優(yōu)先發(fā)展領域。
機械加工工藝及夾具隨著制造技術的發(fā)展也突飛猛進。機械加工工藝以各個工廠的具體情況不同，其加工的規(guī)程也有很大的不同。突破已往的死模式。使其隨著情況的不同具有更加合理的工藝過程。也使產品的質量大大提高。制定加工工藝雖可按情況合理制定，但也要滿足其基本要求：在保證產品質量的前提下，盡可能提高勞動生產率和降低加工成本。并在充分利用本工廠現有生產條件的基礎上，盡可能采用國內、外先進工藝技術和經驗。還應保證操作者良好的勞動條件。但我國現階段還是主要依賴工藝人員的經驗來編制工藝，多半不規(guī)定工步和切削用量，工時定額也憑經驗來確定，十分粗略，缺乏科學依據，難以進行合理的經濟核算。
機床夾具最早出現在18世紀后期。隨著科學技術的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。
國際生產研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產的工件品種已占工件種類總數的85％左右。現代生產要求企業(yè)所制造的產品品種經常更新?lián)Q代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產能力的工廠里，約擁有數千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，每隔3～4年就要更新50～80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10～20％左右。特別是近年來，數控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：
1）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本；
2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；
3）能適用于精密加工的高精度機床夾具；
4）能適用于各種現代化制造技術的新型機床夾具；
5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產率；
6）提高機床夾具的標準化程度。
2．3發(fā)展趨勢
長期以來，加工工藝編制是由工藝人員憑經驗進行的。如果由幾位工藝員各自編制同一個零件的工藝規(guī)程，其方案一般各不相同，而且很可能都不是最佳方案。這是因為工藝設計涉及的因素多，因果關系錯綜復雜。CAPP將是機械加工工藝的發(fā)展趨勢，它不僅提高了工藝設計的質量，而且使工藝人員從繁瑣重復的工作中擺脫出來，集中精力去考慮提高工藝水平和產品質量問題。
2．3．1夾具的發(fā)展趨勢
現代機床夾具的發(fā)展趨勢主要表現為標準化、高效化、精密化和柔性化等四個方面。
（1）標準化 機床夾具的目的就在于提高生產效率，這樣也就必使其具有標準化和通用化，而機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148～T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產，有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。
（2）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗轉速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產流水線、自動線配置相應的高效、自動化夾具外，在數控機床上，尤其在加工中心上出現了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數控機床的效率。
（3）精密化 機床夾具的精度會直接影響到零件的加工精度，而隨著機械產品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。這些精密化的夾具為以后零件加工的精度提供了保證。
（4）柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調整、組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、模塊化夾具、數控夾具等。為適應現代機械工業(yè)多品種、中小批量生產的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結構為可拆結構，發(fā)展可調夾具結構，將是當前夾具發(fā)展的主要方向。
2．3．1機械加工制造技術的發(fā)展趨勢
（1）特種加工 它是指一些物理的、化學的加工方法，如電火花加工、電解加工、超聲波加工、激光加工、離子束加工等。特種加工方法的主要對象是難加工材料的加工，如金剛石、陶瓷等超硬材料的加工，其加工精度可達分子級加工單位或原子級加工單位，所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段。特種加工與傳統(tǒng)加工相結合的復合加工有較大的發(fā)展前途。
（2）快速成形 利用離散、堆積成形概念，可將一個三維實體分解為若干二維實體制造出來，再經堆積而構成三維實體。
（3）精密工程 它包括精密加工的超精密加工技術、微細加工和超微細加工技術、微型機械和納米技術等方面。當前，以納米技術為代表的超精密加工技術和以微細加工為手段的微型機械技術有重要意義，它們代表了這一時期精密工程的方向。
（4）傳統(tǒng)加工工藝的改造和革新 這一方面的技術潛力很大，如高速切削、超高速切削、強力磨削、超硬材料磨具的出現都對加工理論的發(fā)展、加工質量和效率的提高有重要意義。另一方面，舊設備的改造和挖潛，如普通機床改造成數控機床等，對機械工業(yè)的發(fā)展和提高是不容忽視的。
3 簡單的評述
綜上，機械加工藝及夾具隨著科技的發(fā)展都使計算機技術、數控技術、控制論及系統(tǒng)工程與制造技術的結合為制造系統(tǒng)，形成現代制造工程學。而物料流、能量流、信息流是組成制造系統(tǒng)的三個基本要素。現代加工都為集成化的系統(tǒng)加工，這雖減輕了工人的勞動強度，但同時對工人的知識水平要求較高。這需要我們全方位的認知現代科技知識。因此，在以后的學習中需要我們全方位的學習其各個相關領域的知識，不能只注重一點，為將來的人才戰(zhàn)略提出了新的要求。
參 考 文 獻
[1] 王先逵編著．機械制造工藝學（上下冊）[M]．北京：清華大學出版社，1989 ．
[2] 李德慶，吳錫英編著．計算機輔助制造[M]．北京：清華大學出版社，1992 ．
[3] 趙志修主著．機械制造工藝學[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1985 ．
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[7] Haffman E G. Jig and Fixture Design.America, VNR Co.,1980.
[8] Boyes W E. Jigs and Fixture .America,SME,1982.
撥叉加工工藝及夾具設計 學生姓名： 學生學號： 院 （系）： 年級專業(yè)： 指導教師： 二〇〇七年六月 攀枝花學院本科畢業(yè)設計 摘 要 摘 要 此次設計是對撥叉零件的加工工藝和夾具設計，其零件為鍛件，具有體積小， 零件復雜的特點，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時，就先加工面，再以面 為基準來加工其它，其中各工序夾具都采用專用夾具，特別的對于加工大頭孔、 槽和鉆小頭孔斜面小孔的工序中，選一面兩銷的定位方式，并以操作簡單的手動 夾緊方式夾緊，其機構設計簡單，方便且能滿足要求。 關鍵詞 撥叉，加工工藝，專用夾具，設計 攀枝花學院畢業(yè)設計 ABSTRACT II ABSTRACT This design is to dials forks the components the processing craft and the jig design, its components are the forging, has the volume to be small, components complex characteristic,Because the surface is easier than the hole to process, when formulation technological process, first the machined surface, then processes other take the surface as the datum,In which various working procedures jig all uses the unit clamp, special regarding processes the big end of hole, the trough and drills the capitellum hole incline eyelet in the working procedure, Chooses locate mode which two sells at the same time, and operates the simple manual clamp way clamp, its organization design is simple, the convenience also can satisfy the request. Key words： Dials the fork, the processing craft, unit clamp, design 攀枝花學院畢業(yè)設計 目 錄 0 目 錄 摘 要 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????I ABSTRACT????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????Ⅱ 1 緒 論 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 2 撥叉的分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 2.1 撥叉的工藝分析 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 2.2 撥叉的工藝要求 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 3 工藝規(guī)程設計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3.1 加工工藝過程 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3.2 確定各表面加工方案 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3.2.1 影響加工方法的因素 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3.2.2 加工方案的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3.3 確定定位基準 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3.2.1 粗基準的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3.2.1 精基準選擇的原則 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3.4 工藝路線的擬訂 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3.4.1 工序的合理組合 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.4.2 工序的集中與分散 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.4.3 加工階段的劃分 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10 3.5 撥叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ???????????????????????????????????????????????????12 3.5.1 毛坯的結構工藝要求 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 3.5.2 撥叉的偏差計算 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 3.7 時間定額計算及生產安排 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????22 4 鏜孔夾具設計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25 4.1 研究原始質料 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25 4.2 定位、夾緊方案的選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25 4.3 切削力及夾緊力的計算 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25 攀枝花學院畢業(yè)設計 目 錄 1 4.4 誤差分析與計算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27 4.5 零、部件的設計與選用 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????28 4.5.1 定位銷選用 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????28 4.5.2 夾緊裝置的選用 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????29 4.6 夾具設計及操作的簡要說明 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????29 5 銑槽夾具設計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????30 5.1 研究原始質料 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????30 5.2 定位基準的選擇 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????30 5.3 切削力及夾緊分析計算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????30 5.4 誤差分析與計算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????32 5.5 零、部件的設計與選用 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????33 5.5.1 定位銷選用 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????33 5.5.2 夾緊裝置的選用 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????33 5.5.3 定向鍵與對刀裝置設計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????33 5.6 夾具設計及操作的簡要說明 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????36 6 鉆孔夾具設計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????37 6.1 研究原始質料 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????37 6.2 定位基準的選擇 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????37 6.3 切削力及夾緊力的計算 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????37 6.4 誤差分析與計算 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????38 6.5 零、部件的設計與選用 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????39 6.5.1 定位銷選用 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????39 6.5.2 夾緊裝置的選用 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????40 6.5.3 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????40 6.6 夾具設計及操作的簡要說明 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????41 結 論 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42 參考文獻 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43 致 謝 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44 攀枝花學院畢業(yè)設計 1 緒 論 0 1 緒 論 機械設計制造及其夾具設計是我們融會貫通四年所學的知識，將理論與實 踐相結合，對專業(yè)知識的綜合運用訓練，為我們即將走向自己的工作崗位打下 良好的基礎。 機械加工工藝是規(guī)定產品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生 產的重要的技術性文件。它直接關系到產品的質量、生產率及其加工產品的經 濟效益，生產規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手 段都要通過機械加工工藝來體現，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產該產品的 質量的重要保證的重要依據。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。 而機床夾具是為了保證產品的質量的同時提高生產的效率、改善工人的勞 動強度、降低生產成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件 相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們 的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產中，常采用專用夾具。 而本次對于撥叉加工工藝及夾具設計的主要任務是： ⑴ 完成撥叉零件加工工藝規(guī)程的制定； ⑵ 完成鏜孔、銑槽、鉆孔三個專用夾具的設計。 通過對撥叉零件的初步分析，了解其零件的主要特點，加工難易程度，主 要加工面和加工粗、精基準，從而制定出撥叉加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的 設計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準，然后再根據切銷力的大小、 批量生產情況來選取夾緊方式，從而設計專用夾具。 攀枝花學院畢業(yè)設計 2 撥叉的分析 0 2 撥叉的分析 2.1 撥叉的工藝分析 撥叉是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結構形狀較復雜，但 其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有小頭孔端要求加工，對精度要求也 很高。撥叉的底面、大頭孔上平面和小頭孔粗糙度要求都是 ，所以都要6.1Ra 求精加工。其小頭孔與底平面有垂直度的公差要求，撥叉底面與大頭孔上平面 有平行度公差要求，所要加工的槽，在其槽邊有平行度公差和對稱度公差要求 等。因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質量 均影響機器或部件的裝配質量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工 是非常關鍵和重要的。 2.2 撥叉的工藝要求 一個好的結構不但要應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性， 也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質量，同時使加工的 勞動量最小。而設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。設計者要考慮加 工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設計的要求。 攀枝花學院畢業(yè)設計 2 撥叉的分析 1 圖 2.1 撥叉零件圖 該加工有七個加工表面：平面加工包括撥叉底面、大頭孔上平面；孔系加 攀枝花學院畢業(yè)設計 2 撥叉的分析 2 工包括大、小頭孔、 小孔；小頭孔端 的槽加工以及大頭孔的銑斷加工。6?0.325? ⑴ 以平面為主有：① 撥叉底面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 ；6.1?Ra ② 大頭孔端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 。. ⑵ 孔系加工有： ① 的大頭孔粗、精鏜加工，其表面粗糙度為4? ；6.3Ra? ② 的小頭孔鉆、擴和鉸加工，其表面粗糙度要209H 求 ；1.6Ra? ③ 的小孔鉆加工， 小孔表面粗糙度要求 。6?6?12.5Ra? ⑶ 小頭孔端 槽的加工，該槽的表面粗糙度要求是兩槽邊 ，0.325? .6 而槽底的表面粗糙度要求是 。.?Ra ⑷ 最后為大頭孔的銑斷加工，要求斷口粗糙度 。3.6?Ra 撥叉毛坯的選擇模鍛，因為生產率很高，所以可以免去每次造型。單邊余 量一般在 ，結構細密，能承受較大的壓力，占用生產的面積較小。因其1~3m 年產量是 5000 件，由[3]表 2.1～3 可知是中批量生產。 上面主要是對撥叉零件的結構、加工精度和主要加工表面進行了分析，選 擇了其毛坯的的制造方法為模鍛和中批的批量生產方式，從而為工藝規(guī)程設計 提供了必要的準備。 攀枝花學院畢業(yè)設計 2 撥叉的分析 3 攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計 0 3 工藝規(guī)程設計 3.1 加工工藝過程 由以上分析可知，該撥叉零件的主要加工表面是平面、孔系和槽系。一般 來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于撥叉來 說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面 之間的相互關系以及槽的各尺寸精度。 由上面的一些技術條件分析得知：撥叉的尺寸精度，形狀精度以及位置關 系精度要求都不是很高，這樣對加工要求也就不是很高。 3.2 確定各表面加工方案 一個好的結構不但應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也 就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質量，同時使加工的勞 動量最小。設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。對于我們設計撥叉的 加工工藝來說，應選擇能夠滿足平面孔系和槽加工精度要求的加工方法及設備。 除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經濟因素。在滿足 精度要求及生產率的條件下，應選擇價格較底的機床。 3.2.1 影響加工方法的因素 ⑴ 要考慮加工表面的精度和表面質量要求，根據各加工表面的技術要求， 選擇加工方法及分幾次加工。 ⑵ 根據生產類型選擇，在大批量生產中可專用的高效率的設備。在單件小 批量生產中則常用通用設備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工， 在小批量生產時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產時采用拉削加工。 ⑶ 要考慮被加工材料的性質，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有 色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。 ⑷ 要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現有加工方法和 設備，推廣新技術，提高工藝水平。 ⑸ 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求， 工件形狀和重量等。 選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術要求來選定最終加工方法。 再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為 IT6，表面粗糙度為 Ra0.63μm，并要求淬硬時，其最終工序選用精度，前面準 攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計 1 備工序可為粗車——半精車——淬火——粗磨。 3.2.2 加工方案的選擇 ⑴ 由參考文獻[3]表 2.1～12 可以確定，平面的加工方案為：粗銑——精 銑（ ） ，粗糙度為 6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可79IT:aR 以較小。 ⑵ 由參考文獻[3]表 2.1～11 確定， 孔的表面粗糙度要求為 6.3，則選4? 擇孔的加方案序為：粗鏜——精鏜。 ⑶ 小頭孔 加工方法：209H? 加零件毛坯不能直接鍛出孔，只能鍛出一個小坑，以便在以后加工時找正 其中心，但其表面粗糙度的要求為 ，所以選擇加工的方法是鉆 ——擴6.1?Ra ——鉸。 ⑷ 孔加工方法：6? 因為孔的表面粗糙度的要求都不高，是 ，所以我們采用一次鉆孔2.5 的加工方法。 ⑸ 小頭端面槽 的加工方法是：0.325? 因槽兩側面表面粗糙度的要求較高，為 ，所以我們采用粗銑 ——6.1?Ra 精銑。 3.3 確定定位基準 3.2.1 粗基準的選擇 選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加 工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。 粗基準選擇應當滿足以下要求： ⑴ 粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工 面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選 擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、 外形對稱、少裝夾等。 ⑵ 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面 是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床 身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的 余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 ⑶ 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加 工余量。 ⑷ 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位 攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計 2 準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需 經初加工。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉在整個 加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從撥叉零件圖分析可知，主要是選 擇加工撥叉底面的裝夾定位面為其加工粗基準。 3.2.1 精基準選擇的原則 ⑴ 基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定 位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 ⑵ 基準統(tǒng)一原則，應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準?；鶞实慕y(tǒng)一有利于保證 各表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具 比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為 定位基準。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書 表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 ⑶ 互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反 復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內孔，再以孔為基準 磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 自為基準原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇 加工表面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此 外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。 此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn) 固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉在整個 加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從撥叉零件圖分析可知，它的底平 面與 小頭孔，適于作精基準使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件209H? 自由度不夠，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中 基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于兩側面，因為是非加工表面，所以 也可以用 的孔為加工基準。4 選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾 準。 3.4 工藝路線的擬訂 對于中批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。撥叉的加工的 第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工撥 叉底面大頭孔上平面。 攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計 3 后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。 3.4.1 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設 備等具體生產條件確定工藝過程的工序數。確定工序數的基本原則： ⑴ 工序分散原則 工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的 機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不 高。但需要設備和工人數量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。 ⑵ 工序集中原則 工序數目少，工件裝，夾次數少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人 數和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數個表面易于保證 這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床， 以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費 事，生產準備工作量大。 一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但 由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具 組織流水線生產。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%～1.1%809c?: 蘇打及 0.25%～0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證 零件內部雜質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg2 3.4.2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時，應考慮工序的數目，采用工序集中或工序分散是其兩個 不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序 分散。 ⑴ 工序集中的特點 工序數目少，工件裝夾次數少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數 和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數個表面易于保證這 些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床， 以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費 事，生產準備工作量大。 ⑵ 工序分散的特點 工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備，簡單的 機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術水平要求不 高。但需要設備和工人數量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。 攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計 4 工序集中與工序分散各有特點，必須根據生產類型。加工要求和工廠的具 體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但 由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具 組織流水線生產。 由于近代計算機控制機床及加工中心的出現，使得工序集中的優(yōu)點更為突 出，即使在單件小批生產中仍可將工序集中而不致花費過多的生產準備工作量， 從而可取的良好的經濟效果。 3.4.3 加工階段的劃分 零件的加工質量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段： ⑴ 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條 件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現毛坯的缺陷， 予以報廢或修補，以免浪費工時。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提 高生產率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產生 的內應力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為 IT11～IT12。粗糙度為 Ra80～100μm。 ⑵ 半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備， 保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為 IT9～IT10。表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。 ⑶ 精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精 度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在 最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。 精加工應采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工 精度．精加工的加工精度一般為 IT6～IT7，表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質 的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精 度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階 段，在滿足加工質量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不 把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表 攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計 5 面的加工或某一工序的性質區(qū)分。例如工序的定位精基準面，在粗加工階段就 要加工的很準確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術條件下，成批量生產 可以考慮采用專用機床，以便提高生產率。但同時考慮到經濟效果，降低生產 成本，擬訂兩個加工工藝路線方案。見下表： 表 3.1 加工工藝路線方案比較表 方案Ⅰ 方案Ⅱ工序號 工序內容 定位基準 工序內容 定位基準 010 粗銑平面 E、F 平面和 孔209H?粗、精銑 E 平面 平面和 孔209H? 020 精銑平面 E、F 平面和 孔 粗、精銑 F 平 面 平面和 孔 030 鉆、擴、鉸： 孔209?底面和側面 鉆、擴、鉸： 孔209?底面和側面 040 粗鏜 孔4底面和 孔 粗、精鏜 孔4底面和 孔20? 050 精鏜 孔 底面、 孔 和 孔4?粗、精銑 槽0.325?底面、 孔和 孔4 060 粗銑 槽0.325?底面、 孔 和 孔 鉆 ： 孔6?底面、 孔20? 和 孔 070 精銑 槽0.3底面和 孔0銑斷 底面和 孔 080 鉆 ： 孔6?檢驗 090 銑斷 底面和 孔2? 加工工藝路線方案的論證： ⑴ 從前兩步工序可以看出：方案Ⅱ把粗、精加工都安排在一個工序中， 以便裝夾、安裝工件。 ⑵ 再看后面的鏜孔、銑槽工序，方案Ⅰ把粗、精加工分在兩個不同的工序 中，而方案Ⅱ都在一個工序中，這樣不但有利于工件的安裝，且在設計專用夾 具時也可以減少工件的安裝次數。 方案 2 中其工序較為集中，如粗、精加工都安排在一個工序中，以便裝夾、 安裝工件。 由以上分析：方案Ⅱ為合理、經濟的加工工藝路線方案。具體的工藝過程 如下表： 攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計 6 表 3.2 加工工藝過程表 工序號 工 種 工作內容 說 明 010 鍛 造 模鍛 鑄件毛坯尺寸： 長： 寬：195.6m 高：6842 孔： ? 020 熱處理 退火 030 銑 粗、精銑 E 平面 工件用專用夾具裝 夾；雙立軸圓工作臺銑 床 )52(KX 040 銑 粗、精銑 F 平面 工件用專用夾具裝 夾；雙立軸圓工作臺銑 床 )( 050 鉆、擴、 鉸 將孔 鉆到直徑209H? 再將 擴孔到17dm? 最后進行鉸加工到要求尺9. 寸 工件采有專用夾具 裝夾，機床選用搖臂鉆 床（ ）3025Z 060 粗、精 鏜 粗、精鏜孔 4?工件用專用夾具裝 夾；立式銑鏜床 （ ）68T 070 粗、精 銑 粗、精銑 槽0.325?工件用專用夾具裝 夾；雙立軸圓工作臺銑 床 )52(KX 080 鉆 鉆 到要求尺寸6?工件用專用夾具裝 夾；搖臂鉆床 )305(Z 090 銑斷 將大頭孔 銑斷4 100 檢驗 110 入庫 清洗，涂防銹油 攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計 7 3.5 撥叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 撥叉的鍛造采用的是 45 鋼模鍛制造，其材料是 45，生產類型為中批量生 產，采用模鍛毛坯。 3.5.1 毛坯的結構工藝要求 撥叉為鍛造件，對毛坯的結構工藝性有一定要求： ⑴ 由于模鍛件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機 件配合的表面才需要進行機械加工，其表面均應設計為非加工表面。 ⑵ 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，模鍛件外形應力求簡單、平直的 對稱，盡量避免模鍛件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結構。 ⑶ 模鍛件的結構中應避免深孔或多孔結構。 ⑷ 模鍛件的整體結構應力求簡單。 ⑸ 工藝基準以設計基準相一致。 ⑹ 便于裝夾、加工和檢查。 ⑺ 結構要素統(tǒng)一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。 在確定毛坯時，要考慮經濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減 少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困 難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類 形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛 坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時可據此繪出毛坯圖。 3.5.2 撥叉的偏差計算 ⑴ 撥叉底平面和大頭孔上平面的偏差及加工余量計算 底平面加工余量的計算。根據工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步 余量如下： 粗銑：由參考文獻[4]表 11～19。其余量值規(guī)定為 ，現取2.0~5m 。查[3]可知其粗銑時精度等級為 IT12，粗銑平面時厚度偏差取2.m01? 精銑：由參考文獻[3]表 2.3～59，其余量值規(guī)定為 。1. 鍛造毛坯的基本尺寸為 ，又由參考文獻[4]表 11～1942.1045.2?? 可得鑄件尺寸公差為 。1.06?? 毛坯的名義尺寸為： m 攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計 8 毛坯最小尺寸為： 45.2064.m?? 毛坯最大尺寸為： 1? 粗銑后最大尺寸為： .3 粗銑后最小尺寸為： .79 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個尺寸精度 15d8。 ⑵ 大小頭孔的偏差及加工余量計算 參照參考文獻[3]表 2.2～2，2.2～25,2.3～13 和參考文獻[15]表 1～8， 可以查得： 孔 ：209H? 鉆孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。1?IT12.5Raum?m2.0 擴孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。03. 84. 鉸孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。8IT?1.6Rau?0.3 孔 4? 粗鏜孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是13I 2.5m 。0.39m 精鏜孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是8T?uRa6.1? 。. 根據工序要求，小頭孔加工分為鉆、擴、鉸三個工序，而大頭孔加工分為 粗鏜、精鏜二個工序完成，各工序余量如下： 鉆 孔 209H? 參照參考文獻[3]表 2.3～47，表 2.3～48。確定工序尺寸及加工余量為： 加工該孔的工藝是：鉆——擴——鉸 鉆孔： 17 擴孔： （Z 為單邊余量）9.?2.7Zm? 鉸孔： （Z 為單邊余量）2003 鏜孔 4 加工該孔的工藝是：粗鏜——精鏜 粗鏜： 孔， ；3.?2.Z? 精鏜： 孔， ；08m 鍛件毛坯孔的基本尺寸分別為 ：?42.041m?? ⑶．粗、精銑 槽.305? 攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計 9 參照參考文獻[1]表 21～5，得其槽邊雙邊粗加工余量 2Z=2.0mm，槽深加工 余量為 1.0mm，再由參照參考文獻[1]表 21～5 的刀具選擇可得其極限偏差：粗 加工為 ，精加工為 。0.1?0.13? 槽兩邊毛坯名義尺寸為： 2.18.m?? 槽兩邊毛坯最大尺寸為： 0 槽兩邊毛坯最小尺寸為： .5. 粗銑兩邊工序尺寸為： 01? 粗銑槽底工序尺寸為：27 精銑兩邊工序尺寸為： ，已達到其加工要求： 。0.1320.325? 3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序 1：粗、精銑 E 平面。 機床：臥式銑床 6012X 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒15YT0Dm? 數 ，此為粗齒銑刀。5Z? 因其單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度 ：pa2.m? 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：p1.0 每齒進給量 ：根據參考文獻[3]表 2.4～73，取 ：根據參fa 0.15/famZ? 考文獻[3]表 2.4～81，取銑削速度 2.8/Vms? 每齒進給量 ：根據參考文獻[3]表 2.4～73，取 根據參考f f/8. 文獻[3]表 2.4～81，取銑削速度 .47/ 機床主軸轉速 ：n102.601.9/in31Vrd???? 按照參考文獻[3]表 3.1～74，取 475m? 實際銑削速度 ：v .402.9/106ns??? 進給量 ： fV.1857/0.1/ffaZ 工作臺每分進給量 ： m.2475minfVs?? ：根據參考文獻[3]表 2.4～81,取?aa6? 攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計 10 切削工時 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 14lm?'68l? 刀具切入長度 ：1 20.5()(~3lDa????2.061)2? 刀具切出長度 ：取2lm 走刀次數為 1 機動時間 ： jt12420.36min7.5jmlf???? 機動時間 ：'1jt'1268.19i.jlf 所以該工序總機動時間 '105injjtt?? 工序 2：粗、精銑 F 面。 機床：臥式銑床 602X 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒15YT0Dm? 數 8，此為細齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度 ：pa2.m? 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：p1.0 每齒進給量 ：根據參考文獻[3]表 2.4～73，取 根據參考fa Zmaf/18.0? 文獻[3]表 2.4～81，取銑削速度 2.47/Vs? 每齒進給量 ：根據參考文獻[3]表 2.4～73，取 ：根據參f .5/f 考文獻[3]表 2.4～81，取銑削速度 .8/m 機床主軸轉速 ：n102.6053/in314Vrd???? 按照參考文獻[3]表 3.1～31，取 ? 實際銑削速度 ：v.10.14/06dnms?? 進給量 ：fV.58/2/ffaZ 攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計 11 工作臺每分進給量 ： mf12/70/minfVs?? 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ，l 4l'68l 刀具切入長度 ：精銑時110lD 刀具切出長度 ：取2l? 走刀次數為 1 機動時間 ：2jt12402.34min7jmlf??? 機動時間 ：2jt'1268.ijlf? 所以該工序總機動時間 '20.5injjtt?? 工序 3：鉆、擴、鉸 孔。09H? 機床：立式鉆床 Z525 刀具：根據參照參考文獻[3]表 4.3～9 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ⑴ 鉆孔 2 鉆孔 時先采取的是鉆 孔，再擴到 ，所以 。09?17?1.7?17Dm? 切削深度 ：pa8.5m? 進給量 ：根據參考文獻[3]表 2.4～38，取 。f rf/3.0 切削速度 ：參照參考文獻[3]表 2.4～41，取 。V48Vs 機床主軸轉速 ：n ，100.486539./min317vrd???? 按照參考文獻[3]表 3.1～31，取 0? 所以實際切削速度 ：v.176.5/dns??? 切削工時 被切削層長度 ：l42m? 刀具切入長度 ：1 117(~)05.96rDlctgkctgm????? 刀具切出長度 ： 取2l4?l32 走刀次數為 1 攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計 12 機動時間 ： 1jt42630.5min.jLfn???? ⑵ 擴孔 209H? 刀具：根據參照參考文獻[3]表 4.3～31 選擇硬質合金錐柄麻花擴孔鉆頭。 片型號：E403 因鉆孔 時先采取的是先鉆到 孔再擴到 ，所以 ，17?19.7?19.7Dm?17d? 切削深度 ：pa.35m? 進給量 ：根據參考文獻[3]表 2.4～52，取 。f 0.6/fmr? 切削速度 ：參照參考文獻[3]表 2.4～53，取 。V4Vs 機床主軸轉速 ：n100.462.78/in319vrD???? 按照參考文獻[3]表 3.1～31，取 5n? 所以實際切削速度 ：v0.52/06dms? 切削工時 被切削層長度 ：l42m? 刀具切入長度 有：11 19.7(~)20.8632rDdlctgkctgm??????? 刀具切出長度 ： ，取lm42?l32 走刀次數為 1 機動時間 ：2jt30.16in.5jLfn??? ⑶ 鉸孔 09H? 刀具：根據參照參考文獻[3]表 4.3～54，選擇硬質合金錐柄機用鉸刀。 切削深度 ： ，且 。pa.15m?20D? 進給量 ：根據參考文獻[3]表 2.4～58， 取f rmf/0.2~1 。rmf/0.2? 切削速度 ：參照參考文獻[3]表 2.4～60，取 。V sV/3.? 攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計 13 機床主軸轉速 ：n100.3265.73/min14VrD???? 按照參考文獻[3]表 3.1～31 取 1n? 實際切削速度 ：v.0.6/0s? 切削工時 被切削層長度 ：l42m? 刀具切入長度 ，10019.7(~)20.9rD